电力线伺机“最后一公里”
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在北京的家庭宽带接入市场，安装和使用费一直居高不下，却在2003年突然有了个转折点――网通率先发动ADSL降价推广活动（免初装费、120元包月），长城宽带等其他运营商跟进，价格战最终使北京的家庭宽带接入市场进入一个小高潮。
2003年底，隶属国家电力通信中心的中电飞华公司又在北京推出更低价（免初装费、400元包半年）的宽带接入服务，突然吸引了众人的注意。受人关注的不仅是其超低的价位，更重要的是中电飞华采用了一种全新的宽带接入技术――电力线通信。虽然这种技术对业内人士并不陌生，但在过去多停留在书本知识或国外应用的传闻上，在国内正式由运营商以较大规模（据悉已接入100多个小区）将其推向市场似乎尚属首例。
新生事物总要面临多种考验，除了政策法规、基础设施和服务质量等方面以外，技术自身的成熟度还有待实践的检验。本文将介绍电力线通信及当前的技术瓶颈，并以多家的意见客观分析其应用前景。
电力线通信(PLC)，又称宽带电力线(BPL)，或电力线宽带(PLB)，不管名称怎样，都是在同一条电力线上同时高速传送数据和话音业务。这一技术通过近几年的现场试验，已在美国和欧洲一些国家进入实用阶段，为用户提供成本低廉的网络接入和通信服务。
再识电力线通信
简言之，电力线通信通过同一条电力线对用户传送数据或话音信号。这种信号不能通过变压器，它需要一种户外装置，连接“最后一公里”的本地变电所，把话音和数据信号与低压电流加以合并；在用户住所，要通过室内的装置(电力线调制解调器)分解出话音和数据信号，把它们送入PC等应用设备(如图1所示)。
电力线通信技术实际上起源于20世纪40年代，但当时由于速率低、功能少、部署费用高，没有人认真考虑将其作为一种通信手段。然而，随着调制技术的进步，新的集成电路和调制解调器投入市场，使这一通信技术变成了现实，并在互联网大背景下成为一种实用的通信技术。
电力线通信之所以能变成现实，在于人们在实践中认识了它的优点。这些优点主要体现在：利用现有的通信基础设施，只需在变电所安装服务器和用户调节/服务装置，由此构成数字电力线网络即可；用户只需使用家庭设备（CPE卡）或适配器，就能将计算机或任何其他类型的装置插入房间的插座，接收和发送信号；电力线可远距离传送信号而无需再生；没有网络拓扑限制，其传送速率接近光速，从而能快速传送视频和音频数据。
目前，电力线通信的上载和下载速率一般可达2～10Mbps。如果采用高速PLC调制解调器(例如Sumitomo电业公司的产品)，数据传输速率可提高到45Mbps，比ADSL快许多倍。预计在未来，随着PLC芯片的改进，其数据传输速率将达200Mbps以上。
电力线上网胜算几筹？
通过电力线传输数据的开发领域包括户外局域环和室内家庭联网应用。它可能意味着电力和电信业务的结合，作为有吸引力的总体解决方案的可行性；对新的市场运营者来说，电力线通信还可以显示对每个家庭和办公机构提供宽带接入的重大战略意义。
但是，开发电力线传输业务有很多具体问题。譬如开发电力线传输网需要多少成本需进一步研究，就网络端接设备和部件的安装而言，制造商开发的网络有室内或户外、低压和中压之分。在变压器和从变压器引出的馈线上安装变压装置的方式也不尽相同。例如，在欧洲，一般每
150～200个用户连接在一个低压变压器上，一条馈线引入几个家庭，只有大公司才有自己的低压变压器；而在美国平均6～10个家庭连接到一个变电所。一个变压器和一条馈线连接的用户越多，成本就越低。
鉴于电力线是共享传输介质，在单个变压器或馈线覆盖的用户之间要共享传输带宽。在用户住所，网络端接设备通常安装在电表上，但应用设备都连接在电源插座上。目前正在研究的最流行的应用是建立局域环替代方案来提供Internet接入和电话业务(见图2)。
业内人士认为，有关实现这些系统的更详细的分析有望在某些示范计划完成和结果鉴定之后见分晓。尽管如此，通过电力网能够传输数据业务的企业网已在2001年建成。目前，阿尔卡特和西门子公司试验的电力线通信技术，能让电信服务提供商在“最后一公里”的接入网上以2Mbps的速率传送数据，从而使新兴电信公司能与老牌电信公司展开竞争，对过去难以涉足的用户提供数据服务。对电力网传输技术非常执著的运营商之一Ascom公司，在德国的公共电力网上试验一种数据传输装置，在第一代实用产品的速率已提高到3Mbps。
还有难题待解
首先，从服务提供商的角度看，无疑会要求提高传输速率，原因在于1～3Mbps的传输速率一般为多家用户所共享，这难以满足宽带应用需求。韩国的Keyin电信公司早在2000年9月推出了10Mbps的系统，并且韩国政府打算于2004年在全国范围内推广应用这一技术。德国的RWE电力事业公司在埃森市对200个企业和家庭用户试验2Mbps，并于2001年底连接了2000多个用户，其目标是把数据率提高到100Mbps，使其能够对家庭提供视频点播。
其次，从管理和标准化方面看，目前鉴于频率管理要求，只能使用3kHz～184.5kHz的频段。这两个频段显然不足以实现高数据率传输。为了在电力线通信中实现高数据率，必须考虑使用高的传输频率。这些频率介于1MHz～40MHz之间。
除频率外，还要考虑电力网传输介质的特殊性，这不仅是因为导线类型不同，而且还有因PC、电视机、电灯等电气设备开关产生的噪声问题。电力网上的电力线通信系统的操作会产生磁场，它可能干扰其他应用操作，如军事应用操作和其他无线网络。
还有，电力线传输还要考虑频率分配和电磁兼容问题。在欧洲，一些国家级制造商、电力公司和其他有关方面与管理机构组织在一起，从事这方面的研究。
当前进展和未来预测
业界人士认为，电力线通信技术的应用，受管理当局的政策、运营商的参与情况及技术本身的进展情况等因素的制约。
在欧洲，欧委会最近就电力线通信帮助欧盟成员国和各国管理当局的代表之间进行广泛的对话，试图将电力线作为一种常规的网络接入手段。美国Current科技公司开始通过变电所部署电力线通信网，为用户的网络接入提供选择。目前，和Ascom公司正在7
个欧洲国家以及若干亚洲国家进行电力线通信试运营。
在美国，一些公司就电力线通信的市场趋势展开了广泛的讨论，总的来说有两种意见。一种意见认为，尽管现在ADSL和Cable
Modem以竞争性价格在众多市场提供网络接入，但电力线通信即将作为新的通信手段推向市场，在美国许多地方将作为IP
接入的替代手段，冲击ADSL和Cable Modem市场。不管取代或冲击的说法是否确切，电力线通信将成为ADSL和Cable
Modem的强有力的竞争者将是确定无疑的。另一种意见则认为，如果电信业继续对ADSL投资，那么在发达国家电力线通信的发展可能相对缓慢；如果ADSL推出缓慢或滞后，电力线通信将赢得发展机遇，而在电信基础设施有限的国家，例如中国和拉丁美洲，将会有广阔的市场。
从总的趋势看，电力线作为宽带局域网解决方案之一有着巨大的发展潜力，提供宽带业务的规模市场正在形成。但是，在形成规模市场的过程中还有一些实际问题需要解决。而且，在宽带业务的规模市场形成的同时，用户对诸如即插即用产品和室内组网等新的需求也日益增多。例如，ADSL在电话线上实现高数据率传输的同时，高速室内电力网解决方案可在建筑物内或室内提供数据传输业务。例如在美国，通过电力线开发室内通信系统，特别是在实现宽带接入和应用Internet技术方面正在取得重大进展。活跃在这一领域的制造商已经推出了数据率高达2Gbps的产品。
由于电力网原本不是专用的通信网络，因此在通信过程中由于电力传输造成的抗干扰性是主要的技术瓶颈。业界一直将其作为重点研究课题，就在刚落幕不久的美国拉斯维加斯2004
CES展会上，松下电器公司公布了其最新的HD-PLC技术，不仅在成本、高速方面取得进展，而且通过OFDM调制和Wavelet压缩方式，将干扰噪音降至原来的1/5。此外它还能通过TDMA无线技术在PC、电视机和音响设备之间传输数据。据悉，旨在推进PLC应用的HPA（HomePlug
Powerline Alliance，家用电力线联盟）将在新一代规格HomePlug AV中采用该技术。
大多数现有的市场调查数据认定，电话线、Wi-Fi和蓝牙等将是主要的室内组网技术，而电力线通信则是室内和室外组网的实用技术。因此，大多数分析和市场预测人士认为：
2005年以前，将在电话线和无线组网市场之间分离出一个独特的电力线组网市场；宽带接入市场份额将为多种接入技术所共享，而电力线将成为继ADSL之后第二个最大的用户市场。
IPv6，电力线上网的机会？
为扩大电力线通信市场，目前研究的热点侧重在电力线接入与IPv6的融合。首先，IPv6对路由器和主机提供一系列自动配置机制，有可能在网上即插即用。其次，IPv6作为一种新的协议，将使电力线通信网络的部署更快捷。第三，IPv6的地址空间几乎是无限的，可以在大规模的PLC网上，以透明的方式提供端到端连接以及新的应用与服务。鉴于以上三点，对IPv6与电力线通信技术融合的研究已成众矢之的。例如，欧盟共同投资制定一个称之为“6POWER”的战略计划，研究在电力线上运行IPv6和有关协议的可能性。
从当前电力线传输的试验和应用趋势来看，许多演示通过电力网络传输高速数据的宽带试验成果将逐步实现商用化。这对于那些决意开发电力线传输应用的公司来说，可能意味着新的商机。